基因工程的操作課件

1、基因工程的基本操作程序基因工程基本操作的四個步驟：目的基因的獲取基因表達載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點啟動子終止子1、編碼區(qū)：能轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的信使RNA，能編碼蛋白質(zhì)的序列。連續(xù)的2、非編碼區(qū) ：調(diào)控遺傳信息表達的核苷酸序列(啟動子、 終止子），不編碼蛋白質(zhì)。（一）、原核細胞的基因結(jié)構(gòu)（二）、真核細胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū) 內(nèi)含子 外顯子 啟動子終止子與RNA聚合酶結(jié)合位點1、編碼區(qū) （不連續(xù)）2、非編碼區(qū) ：調(diào)控遺傳信息表達的核苷酸序列(啟動子、 終止子），不編碼蛋白質(zhì)。外顯子：能編碼蛋白質(zhì)的序列內(nèi)含子：不能編碼蛋白質(zhì)的

2、序列1下列關(guān)于基因結(jié)構(gòu)的認識中，正確的是 （ ）A大豆基因中內(nèi)含子是能夠編碼蛋白質(zhì)的序列B乳酸菌與酵母菌基因結(jié)構(gòu)中都存在外顯子和內(nèi)含子C大腸桿菌基因與RNA聚合酶結(jié)合位點位于編碼區(qū)的下游D水稻細胞基因的編碼區(qū)中存在非編碼序列2（多選）原核細胞與真核細胞基因結(jié)構(gòu)的共同特點是 （ ）A編碼區(qū)都有能編碼蛋白質(zhì)的序列B編碼區(qū)都是連續(xù)的C非編碼區(qū)都能調(diào)控遺傳信息的表達D非編碼區(qū)都有RNA聚合酶結(jié)合的位點DACD一、獲取目的基因1、目的基因主要是指_編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因請舉出三個以上的例子2、獲取目的基因的常用方法（1）從基因文庫中獲?。?）利用PCR技術(shù)擴增（3）人工合成(1)從基因文庫中獲取目的基因什

3、么是基因文庫？什么是部分基因文庫？怎樣從基因文庫中得到我們所需的目的基因？目的基因的有關(guān)信息與什么相聯(lián)系？基因組文庫: 基因文庫中包含了一種生物所有的基因,這種基因文庫叫做基因組文庫.部分基因文庫: 基因文庫中包含了一種生物的一部分基因,這種基因文庫叫做部分基因文庫.基因組文庫與部分基因文庫的關(guān)系如果用某種生物發(fā)育的某個時期的mRNA 反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種互補DNA（也叫cDNA）片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中，那么，這個受體菌群體就構(gòu)成了這種生物的cDNA文庫。這種方法稱反轉(zhuǎn)錄法（多用于真核生物）2)cDNA文庫基因重組反轉(zhuǎn)錄酶mRNAcDNA如何從基因文庫中得到所需要的基因？依據(jù)：目的

4、基因的有關(guān)信息。如：根據(jù)基因的核苷酸序列 基因的功能基因在染色體上的位置 基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA 基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì) 等特性?；蛭膸斓哪康模簽榱嗽诓恢康幕蛐蛄械那闆r下，便于獲得所需的目的基因。（2）、利用PCR技術(shù)擴增目的基因PCR聚合酶鏈式反應(yīng) 是一項生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。通過此技術(shù)，可獲取大量的目的基因。一、目的基因的獲取、條件已知基因的核苷酸序列、四種脫氧核苷酸、引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（如Taq酶）、使目的基因的片段在短時間內(nèi)成百萬倍地擴增、結(jié)果：、方式：以指數(shù)方式擴增，即_（n為擴增循環(huán)的次數(shù)）2n適宜的溫度和PH值、原理：DNA復制、過程：變性、退火、延伸

5、、多次重復四步曲變性：加熱至9095，雙鏈DNA解鏈成為單鏈DNA退火：冷卻至5560，部分引物與模板的單鏈DNA的特定互補部位相配對和結(jié)合延伸：加熱至7075，在Taq酶的作用下，以目的基因為模板，合成互補的新DNA鏈變性退火延伸1、在遺傳工程中，若有一個控制有利性狀的DNA分子片段為ATGTGTACAC，要使其數(shù)量增多，可用PCR技術(shù)進行人工復制，復制時應(yīng)給予的條件是 雙鏈DNA分子為模板 ATGTG或TACAC模板鏈 四種脫氧核苷酸 四種核苷酸 DNA聚合酶 熱穩(wěn)定DNA聚合酶引物 溫度變化 恒溫A BC DD2、在基因工程中，把選出的目的基因（共1000個脫氧核苷酸對，其中腺嘌嶺脫氧核

6、苷酸是460個）放入DNA擴增儀中擴增4代，那么，在擴增儀中應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)是A.540個 B.8100個 C.17280個D.7560個B反轉(zhuǎn)錄法：目的基因的信使RNA目的基因化學合成法：肽鏈氨基酸序列信使RNA序列基因的核苷酸序列目的基因合成反轉(zhuǎn)錄一、目的基因的獲?。?）人工合成法（真核生物）推測推測單鏈DNA合成1、在已知序列信息的情況下，獲取目的基因的最方便方法是A、化學合成法 B、基因組文庫法C、cDNA文庫法 D、聚合酶鏈反應(yīng)2、下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是從基因文庫中獲取目的基因 利用PCR技術(shù)擴增目的基因 反轉(zhuǎn)錄法 通過DNA合成儀利用化學方法人工合成A

7、B C DAD不可以。因為目的基因在表達載體中得到表達并發(fā)揮作用，還需要有其他控制元件，如啟動子、終止子和標記基因等。必須構(gòu)建上述元件的主要理由是：（1） 生物之間進行基因交流，只有使用受體生物自身基因的啟動子才能比較有利于基因的表達；（2） 通過cDNA文庫獲得的目的基因沒有啟動子，只將編碼序列導入受體生物中無法轉(zhuǎn)錄；（3） 目的基因是否導入受體生物中需要有篩選標記；（4） 有時需要確定目的基因表達的產(chǎn)物存在于細胞的什么部位，往往要加上可以標識存在部位的基因（或做成目的基因與標識基因的融合基因），如綠色熒光蛋白基因等。1.基因表達載體的組成：a、目的基因b、啟動子c、終止子d、標記基因位于基

8、因的首端,是RNA聚合酶結(jié)合位點位于基因的末端,終止轉(zhuǎn)錄檢測目的基因是否導入受體細胞2、基因表達載體的作用a、使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在并遺傳給子代b、同時使目的基因能表達和發(fā)揮作用質(zhì)粒目的基因限制酶處理一個切口兩個黏性末端兩個切口獲得目的基因DNA連接酶表達載體同一種總結(jié)：1. 目的基因與運載體結(jié)合所需的條件有 同一種限制酶 具有抗性基因的質(zhì)粒 RNA聚合酶 目的基因 DNA連接酶 四種脫氧核苷酸 ATP A BC DD1、（多選）一個基因表達載體的構(gòu)建應(yīng)包括A目的基因 B啟動子 C終止子 D標記基因ABCD2、下列關(guān)于基因表達載體的敘述不正確的是A啟動子是與RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位

9、，是起始密碼B啟動子和終止子都是特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段，對mRNA的轉(zhuǎn)錄起調(diào)控作用C標記基因是為了鑒別受體細胞中是否有目的基因從而便于篩選D基因表達載體的構(gòu)建視受體細胞及導入方式不同而有所差別A常用的受體細胞： 有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌和動植物細胞等。將目的基因?qū)胧荏w細胞的原理借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑。三、將目的基因?qū)胧荏w細胞1、將目的基因?qū)胫参锛毎?）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法特點:能感染雙子葉植物和祼子植物,對單子葉植物無感染能力Ti質(zhì)粒的TDNA可轉(zhuǎn)移至受體細胞并整合到其染色體上轉(zhuǎn)化過程:Ti質(zhì)粒目的基因構(gòu)建表達載體導入植物細胞插入植物細胞染色DNA表達新性狀轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌（2

10、）基因槍法 基因槍法又稱微彈轟擊法，是利用壓縮氣體產(chǎn)生的動力，將包裹在金屬顆粒表面的表達載體DNA打入受體細胞中，使目的基因與其整合并表達的方法。（3）花粉通道法 植物花粉在柱頭上萌發(fā)后，花粉管要穿過花柱直通胚囊。花粉管通道法就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管還未愈合前，剪去柱頭，然后，滴加DNA（含目的基因），使目的基因借助花粉管通道進入受體細胞。2、將目的基因?qū)雱游锛毎椒?顯微注射技術(shù)操作程序:提純含目的基因表達載體取受精卵顯微注射移植到子宮受精卵發(fā)育新性狀動物3、將目的基因?qū)胛⑸锛毎Ｓ梅ǎ篊a2+處理常用菌：大腸桿菌微生物作受體細胞原因：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對少過程：

11、Ca2+處理大腸桿菌感受態(tài)細胞表達載體與感受態(tài)細胞混合感受態(tài)細胞吸收DNA1、基因工程中科學家常用細菌、酵母菌等微生物作為受體細胞，原因是 A結(jié)構(gòu)簡單、操作方便 B繁殖速度快 C遺傳物質(zhì)含量少、簡單 D性狀穩(wěn)定、變異少2、基因工程常用的受體細胞有 大腸桿菌 枯草桿菌 支原體 動植物細胞A B C DBD3、基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計施工的，在基因操作的基本步驟中，不進行堿基互補配對的步驟是A.人工合成基因 B.目的基因與運載體結(jié)合C.將目的基因?qū)胧荏w細胞 D.目的基因的檢測和表達C8. 采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導入目的基因的做法正確的是將毒素蛋白質(zhì)注射到棉受精卵中 將編碼

12、毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中 將編碼毒素蛋白的DNA序列與細菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進入受精卵中 將編碼毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組，導人細菌感染棉的體細胞，再進行組織培養(yǎng)A B C DC(四)目的基因的檢測與鑒定檢測導入檢測：目的基因是否導入受體細胞方法DNA分子雜交表達檢測轉(zhuǎn)錄檢測分子雜交翻譯檢測抗原-抗體雜交分子檢測法鑒定抗蟲鑒定抗病鑒定活性鑒定等個體水平的鑒定返 回DNA分子雜交技術(shù)歸納: 基因工程的基本操作程序獲取目的基因從基因文庫利用PCR技術(shù)構(gòu)建基因表達載體目的基因、啟動子、終止子、標記基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、顯微注射法、目的基因的檢測與鑒定檢測：是

13、否插入、轉(zhuǎn)錄、翻譯、個體水平的檢測4）有關(guān)基因工程的敘述正確的是 （ ） A、限制酶只在獲得目的基因時才用 B、重組質(zhì)粒的形成在細胞內(nèi)完成 C、質(zhì)粒都可作為運載體 D、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料D3）有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是（ ） A、DNA連接酶將黏性末端的堿基對連接起來 B、 限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得 C、目的基因須由運載體導入受體細胞 D、 人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶A4.目的基因?qū)胧荏w細胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，只有通過鑒定和檢測才能知道。下列屬于目的基因檢測和鑒定的是檢測受體細胞中是否有目的基因 檢測受體細胞中是否有致病基因 檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA 檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)A B C DCC5、基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計施工的。在基因操作的基本步驟中，不進行堿基互補配對的步驟是A、人工合成目的基因 B、目的基因的檢測和表達C、將目的基因?qū)胧荏w細胞 D、目的基因與運載體結(jié)合6、（多選）